C#读取Modbus数据

最近在做采集的一些任务所以学了一下Modbus通信，学了好几天昨天终于把大概弄明白了，其实简单来说就是客户端向设备发送一个请求报文请求数据，服务器端根据请求报文向客户端端回发一个报文，客户端在接收到响应报文之后对响应报文进行解析，解析之后在将数据存到数据库里或者打印出来。

报文格式：

下面让我们来详细的了解一下这个过程。

首先，做就是在客户端添加一个SOCKET与设备建立连接。说简单点，你不要认为是什么Modbus，就认为是一台电脑，开了SOCKET服务在这里。参考代码如下：

public static void testframe () {
 TcpClient client = new TcpClient ();
 client.Connect (IPAddress.Parse ("127.0.0.1"), 5556);
}

这里IP和端口号都是由设备方提供的。真实程序一般都把这两个参数写配置文件中。

设备连上以后，下一步当然就是读取数据。Modbus的基本原理就是程序向设备请求，需要读取哪个数据，设备就会返回相应的数据。我们知道机器或者说是电脑是只认识01001这样的字符串的。所以所谓的Modbus协议，说得简单一点，就是规定这样一个0101字符各代表什么含义。

下面是核心代码即请求报文和响应报文的代码：

 if (client.Connected) {

                NetworkStream sm = client.GetStream ();     // start address = 99 , count = 3
                sm.Write (new byte[] {
					0x01, 0x00,   // transfer flag     (little-endian)
					0x00, 0x00,   // protocol flag
					0x00, 0x06,   // length            (big-endian)
					0x01,         // device id
					0x03,         // function code
					0x00, 0x63,   // start address     (big-endian)
					0x00, 0x03    // count             (big-endian)
				}, 0, 12);

				byte [] frame = new byte [256];
				int read_len = sm.Read (frame, 0, frame.Length);
				if (read_len > 9) {
					Console.WriteLine ("successful in receiving:");
					int cnt = (int) frame [8];
					for (int i = 0; i < cnt; i += 2) {
						uint val = (uint) frame [i + 9];
						val <<= 8;
						val |= (uint) frame[i + 10];
						Console.WriteLine (val);
					}
				} else if (read_len == 9) {
					Console.WriteLine ("rcv error!!");
					Console.WriteLine ("error code : " + (frame[7] - 0x80) + frame[8]);
				}

            }

下面对这段代码进行一下解释：

MSDN里对NetworkStream 类的解释是“提供用于网络访问的基础数据流。”，并且“要创建 NetworkStream，必须提供连接的Socket。”。

NetworkStream.Write 方法         //将数据写入 NetworkStream。（发送请求报文）  ，方法里有三个参数分别是

buffer

类型：System.Byte[]
类型 Byte 的数组，该数组包含要写入NetworkStream
的数据。

offset

类型：System.Int32
buffer 中开始写入数据的位置。

size

类型：System.Int32
要写入 NetworkStream 的字节数。

           NetworkStream.Read方法和write方法类似，只不过Read方法接受的是响应报文，并且需要先将接收到的数据存在frame数组里，然后再对这一串数据进行解析得到想要的数据 。

          下面单独对解析过程做一下解释：

                  byte [] frame = new byte [256];    //定义一个标识名为frame的byte类型的数组用于存放接收到的数据流
	          int read_len = sm.Read (frame, 0, frame.Length);    //NetworkStream.Read的返回值是<span><span><span class="sentence" id="mt5">从 <span><a target=_blank href="https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.net.sockets.networkstream.aspx" target="_blank">NetworkStream</a></span> 中读取的字节数。</span></span></span>
        		if (read_len > 9) {
         			Console.WriteLine ("successful in receiving:");
				int cnt = (int) frame [8];     //响应报文的第9个byte表示的是数据部分的长度
				for (int i = 0; i < cnt; i += 2) {      //i+=2是因为每个数据是2byte
			       	 uint val = (uint) frame [i + 9]; //一个数据是2byte,其中前一个byte是高位，后一个byte是低位
				 val <<= 8;         //左移8位将高位的数放入高位
				 val |= (uint) frame[i + 10];    //微运算，将低位的数与高位的数取或
			       	Console.WriteLine (val);
				}
			}

下面是几张Modbus报文的图：

请求报文:

响应报文：